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Lagerung der Triebzahnräder von Zahnradschienenfahrzeugen
Bei Triebfahrzeugen für Zahnrad-Schienenbahnen ist es notwendig, den richtigen Eingriff des oder der Triebzahnräder in die Zahnstange bei allen Betriebszuständen zu sichern. Der gute Eingriff ist nicht gewährleistet, wenn die Triebzahnradachsen starr im abgefederten Rahmen des Fahrzeuges gelagert sind.
Es ist daher vorgeschlagen und ausgeführt worden, die Triebzahnräder in einem eigenen, vom Fahrzeughauptrahmen bzw. einem etwa vorhandenen Drehgestellrahmen für die Schienenräder getrennten Zahnradrahmen zu lagern. Ein derartiger Rahmen kann gemäss bekanntgewordenen Konstruktionen mittels zweier oder dreier Kugelzapfen auf den nächstgelegenen Adhäsionsradachsen aufruhen, also auf ungefederten Teilen des Fahrzeuges, so dass kein Tragfederspiel den Eingriff beeinflussen kann. Für die Zugkraftübertragung darf bei den bekanntgewordenen Bauarten mindestens einer der Auflagerzapfen kein Spiel haben, wogegen die übrigen Zapfen Längsspiel besitzen können bzw. bei in Drehgestellen gelagerten Adhäsionsachsen sogar haben müssen.
Sofern an den Auflagestellen des Zahnradrahmens die Adhäsionsachsen in realen Gleit- oder Wälzlagern laufen müssen, ist überdies eine Festlegung derselben in Richtung quer zur Längsachse des Fahrzeuges nötig, um den Zahnradeingriff auch in der Querrichtung zu sichern. Zur Kompensation von Abnützungen der Adhäsionsradreifen bezüglich des Zahneingriffes ist die Verwendung von auswechselbaren Beilagen zwischen Lagerstelle und Zapfen oder von entsprechenden Stellschrauben vorgeschlagen worden.
Es ist ferner für Verwendung bei Zahnradtriebfahrzeugen mit gegliedertem Hauptrahmen vorgeschlagen worden, den Zwischenrahmen mit den Triebzahnrädern über je zwei vertikale Federn und Gleitplatten auf brückenartige Gehäuse abzustützen, welche die Achslager der dem Zwischenrahmen beidseitig benachbarten Adhäsionsachsen verbinden. Die Zahnradzugkräfte werden hiebei durch mittelsymmetrische deichselartige Lenker übertragen, die am Zwischenrahmen kugelig und am Hauptrahmen mit horizontal liegender Achse drehbar befestigt sind. Hier können drehende und vertikale Bewegungen des Zwischenrahmens gegenüber dem Hauptrahmen auftreten, wodurch die wünschenswerte Fixierung des richtigen Zahneingriffes sowohl unter Wirkung vertikaler Zahndruckkomponenten als auch bei Abnützung der Radbandagen nicht gewährleistet erscheint.
Die Übertragung vertikaler Kräfte vom Zwischenrahmen auf die nächstliegenden Achsen durch vier federnde Stützen ist statisch unbestimmt.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Lagerung der Triebzahnräder von Zahnradschienenfahrzeugen mit Innenrahmen, insbesondere von dieselhydraulischen Lokomotiven, bei welchen die Triebzahnräder in einem vom Fahrzeughauptrahmen getrennten Zahnradrahmen gelagert sind, der in drei Punkten auf die die Achslager der beiden benachbarten Adhäsionsachsen verbindenden Gehäusebrücken mittels Kugelzapfen abgestützt ist. Erfindungsgemäss sind die Lagerstellen der am Zahnradrahmen befestigten Kugelzapfen als auf den die Adhäsionsachsen enthaltende und von ihnen axialgeführten Achslagerbrücken in Fahrzeuglängsrichtung wirkende Gleitführungen ausgebildet und ist der Zahnradrahmen zur Zugkraftübertragung, wie an sich bekannt, mittels eines Lenkers mit dem Fahrzeughauptrahmen verbunden.
Bei dieser Anordnung werden das Gewicht und die vertikalen Zahndruckkomponenten statisch bestimmt über die Gleitführungen auf die Achslagerbrücken und auf die Achslager übertragen, wogegen sauber getrennt davon die horizontalen Zahndruckkomponenten über den Lenker auf den Hauptrahmen wirken, ohne die Achslager zu belasten. Der Lenker liegt erfindungsgemäss bei Normalstellung des Zahnradrahmens in der Vertikalebene durch die Fahrzeuglängsachse und ist mit Kugelzapfen im Zahnradrahmen bzw. in einer Traverse des Hauptrahmens gelagert. Er behindert dementsprechend Drehungen des Zahnradrahmens gegenüber dem Hauptrahmen in keiner Weise, lässt aber auch vertikale und eventuelle horizontale Bewegungen quer zur Fahrzeuglängsachse zwischen diesen Teilen zu.
Die Lagerstellen des Zahnradrahmens gegen die Achslagerbrücken werden gemäss der Erfindung vorteilhaft so ausgebildet, dass in jeder der Gleitführungen formschlüssig eine Lagerschale gleitet, in welcher seinerseits der Kugelteil des zugeordneten Kugelzapfens drehbar gelagert ist. Weiters ist es zweckmässig, erfindungsgemäss die Gleitführungen an den Achslagerbrücken trennbar zu befestigen, wobei in an sich
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bekannter Weise zur vertikalen Einstellung der relativen Lage des Zahnradrahmens zu den Adhäsionsachsen auswechselbare Einlagen zwischen den Gleitführungen für die Kugelzapfen und den Achslagerbrücken vorgesehen sind.
Die Vorteile der Erfindung liegen darin, dass zunächst zwischen Zahnradrahmen und den Adhäsionsachsen keinerlei federnde Verbindungen bestehen, die den Zahneingriff ungünstig beeinflussen könnten.
Achsen, Achslager, Achsbrücke und Zahnradrahmen gehören infolge der das vertikale Spiel praktisch verhindernden Formschlüssigkeit der drei Gleitführungen für die Kugelzapfen des Zahnradrahmens gemeinsam zum ungefederten Teil des Fahrzeuges. In der Längsrichtung des Fahrzeuges haben die drei Kugelzapfen Spiel, wodurch sämtliche Achslager von Zahnzugkräften entlastet werden. Vertikalen Stellungsdifferenzen der benachbarten Adhäsionsachsen und Verschränkungen derselben setzen sowohl die Kugelauflager des Zahnradrahmens als auch die Kugelköpfe des Lenkers für die Zugkraftübertragung keinen Widerstand entgegen, sofern die Bewegungen sich innerhalb der durch die geometrischen Gegebenheiten der Konstruktion bedingten Grenzen halten.
Der Lenker und die Auflagerung des Zahnradrahmens lassen auch horizontale Verschiebungen oder Schrägstellungen zu, die von etwaigem Querspiel der Adhäsionsachsen im Hauptrahmen herrühren. Die auswechselbaren Einlagen zwischen den Gleitführungen und den Achsbrücken erlauben den Ausgleich von Abnützungen der Radreifen, die sonst infolge der vertikal praktisch spielfreien Lagerung des Zahnradrahmens den Zahnradeingriff verändern würden.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es stellen dar : Fig. 1 eine Ansicht des Zahnradrahmens im Schnitt nach der Linie A, B, C, D, E, jF, Fig. 2 eine Grundrissansicht des Zahnradrahmens und die Fig. 3,4 Details der Auflagerung des Zahnradrahmens, u. zw. Fig. 3 im senkrechten Schnitt (G-H) durch einen Auflagerzapfen samt Auflager und Fig. 4 längs einer zugeordneten Adhäsionsradachse einen Schnitt durch ein Auflager.
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1025 der Adhäsionsradpaare 22, 23 sind am Zahnradrahmen 1 drei Zapfen 30, 31, 32 mit kugeligen Enden angebracht, die in zugehörigen Lagerstellen, 33, 34, 35 ruhen. Die im Innenrahmen 48 des Fahrzeuges geführten Achslager 28, 29 sind beiderseits durch die hohlwellenartigen Teile 26, 27 verbunden.
Auf diesen Teilen sind die Auflager 33,34, 35 befestigt, u. zw. beispielsweise durch beim Lager 34 angedeutete Schrauben 49 unter Zwischenschaltung der je nach Abnützungszustand der Adhäsionsradreifen 22, 23 auswechselbaren Beilagen 47. Durch richtige Wahl der Gesamtstärke der Beilagen 47 kann der Eingriff der Zahnräder 4, 5, 6, 7 in die Zahnstangen 21 einreguliert werden. Der als Darstellungsbeispiel in den Fig. 3 und 4 herausgegriffene Zapfen 31 besitzt so wie die beiden andern Zapfen 30, 32 ein kugeliges Ende 45, das sich in einer Gegenschale 44 allseits drehen kann. Die Schale 44 ist ihrerseits im Lager 34 mit Gleitspiel senkrecht zur Radachse 25 geführt. Der gleiche kinematische Zusammenhang besteht sinngemäss bei den Zapfen 30, 32 und deren Lagern 33, 35.
Zur Übertragung der Zugkräfte vom Rahmen 1 auf den Rahmen 48 dient der in der Längsachse des Fahrzeuges angebrachte Lenker 36, der mit seinem Kopfteil 37 in der Gabel 38 des Zahnradrahmens und mit dem Kopfteil 37'in einer Quertraverse 39 des Hauptrahmens 48 kugelig gelagert ist, so dass der Zahnradrahmen entsprechend dem Federspiel der Adhäsionsachsen auch vertikale Relativbewegungen zur mit dem Hauptrahmen verbundenen Quertraverse 39 ausführen kann.
Im gegebenen Beispiel befindet sich im Zahnradrahmen 1 noch ein Untersetzungsgetriebe 15 mit den Getrieberädern 16, 17, 18, 19, 20. Die Eingangswelle 40 steht mittels einer Teleskopgelenkwelle 41 mit dem im Fahrzeugrahmen 48 fest gelagerten Wandler 42 des dieselhydraulischen Antriebes in Verbindung.
Das Ausgangsrad 20 des Untersetzungsgetriebes kämmt mit den Zahnrädern 12, 13 auf den Triebzahnradachsen 2, 3, welche Räder das Drehmoment des Antriebes über die in üblicher Weise vorgesehenen Rutschkupplungselemente 14 auf die Triebzahnräder übertragen. Bei 43 ist in Fig. 4 ein auf dem Achslager 28 aufliegendes Tragfederbündel angedeutet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Lagerung der Triebzahnräder von Zahnradschienenfahrzeugen mit Innenrahmen, insbesondere von dieselhydraulischen Lokomotiven, bei welchen die Triebzahnräder in einem vom Fahrzeughauptrahmen getrennten Zahnradrahmen belagert sind, der in drei Punkten auf den die Achslager der beiden benachbarten Adhäsionsachsen verbindenden Gehäusebrücken mittels Kugelzapfen abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstellen der am Zahnradrahmen (1) befestigten Kugelzapfen (30, 31, 32) als auf den die Adhäsionsachsen (24, 25) enthaltenden und von ihnen axial geführten Achslagerbrücken (26, 27) in Fahrzeuglängsrichtung angeordnete Gleitführungen (33, 34, 35) ausgebildet sind und dass der Zahnradrahmen (1) zur Zugkraftübertragung,
wie an sich bekannt, mittels eines Lenkers (36) mit dem Fahrzeughauptrahmen (48) verbunden ist.